[12]发明专利申请公布说明书
[21]申请号200910104843.5
[51]Int.CI.
B23K 37/06 (2006.01)
[43]公开日2009年7月8日[22]申请日2009.01.07[21]申请号200910104843.5
[71]申请人深圳市因沃客科技有限公司
地址518000广东省深圳市宝安区新安街道办建
安路综合楼1栋D座五层508[72]发明人罗会才 陈小宇 胡霞军
[11]公开号CN 101474736A
[74]专利代理机构深圳市维邦知识产权事务所
代理人黄莉
权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 4 页
[54]发明名称
金丝球焊接机及其焊点位置调整装置与方法[57]摘要
本发明涉及焊点位置调整装置和方法以及金丝球焊接机。该金丝球焊接机包括底座、工作台以及设置在底座和工作台之间的焊点位置调整装置。该焊点位置调整装置包括数码摄像装置、支架、位置调整平台、驱动器和计算机；数码摄像装置通过支架支撑且与计算机连接；位置调整平台用于支撑并调整工作台的位置；计算机通过驱动器与位置调整平台连接。该焊点位置调整方法，首先拍摄待焊接工件的照片传送给计算机；计算机对照片进行处理后计算出焊点的位置偏差；最后驱动位置调整平台消除位置偏差。由于不再需要操作者通过显微镜调整焊点的位置，在减小劳动强度、提高生产效率的基础上，还大大节约培训成本，保护操作者的健康，以及提高焊接质量的一致性。
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权 利 要 求 书
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1、焊点位置调整装置，其特征在于，所述焊点位置调整装置包括：数码摄像装置、支架、位置调整平台、驱动器和计算机；所述数码摄像装置通过支架支撑，且与计算机连接；所述位置调整平台用于支撑并调整工作台的位置；所述计算机通过驱动器与位置调整平台连接。
2、如权利要求1所述的焊点位置调整装置，其特征在于：所述位置调整平台为X-Y轴调整平台。
3、如权利要求2所述的焊点位置调整装置，其特征在于：所述X-Y轴调整平台包括：第一电机、第二电机、平台下盖、滑块、平台上盖、第一连接机构和第二连接机构；所述平台下盖上设置有滑槽，所述滑块可滑动设置在所述滑槽上；所述第二电机通过第二连接机构与滑块动力连接；所述平台上盖可滑动的设置在滑块上，且其相对滑块在与滑块滑动方向垂直的方向滑动；所述第一电机通过第一连接机构与滑块动力连接，且还与平台上盖固定连接。
4、如权利要求3所述的焊点位置调整装置，其特征在于：所述第一连接机构包括：第一丝杠、螺母座、螺母连接座和连轴器；所述螺母连接座与滑块固定连接；所述螺母座与螺母连接座固定连接，且与所述第一丝杠啮合，第一丝杠的一端通过所述连轴器与第一电机动力连接。
5、如权利要求3所述的焊点位置调整装置，其特征在于：所述第二连接机构包括第二丝杠；所述第二丝杠的一端与滑块啮合，另一端与第二电机的主轴动力连接。
6、如权利要求5所述的焊点位置调整装置，其特征在于：所述第二连接机构还包括：轴承、垫圈、轴承端盖和铜螺母；所述轴承、垫圈、轴承端盖和铜螺母顺序穿设在第二丝杠上。
7、如权利要求3所述的焊点位置调整装置，其特征在于：所述X-Y轴调整平台还包括电机座，所述第一电机通过电机座与平台上盖固定连接。 8、如权利要求3所述的焊点位置调整装置，其特征在于：所述X-Y轴调整平台还包括滑轨；所述滑轨设置在滑块上，所述平台上盖通过滑轨可滑
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动的设置在滑块上。
9、金丝球焊接机，包括底座和工作台，其特征在于：所述金丝球焊接机还包括用于调整工作台与底座之间相对位置的焊点位置调整装置；所述焊点位置调整装置为权利要求1至8中任意一项所述的焊点位置调整装置，其设置在所述底座和工作台之间。
10、焊点位置调整方法，包括如下步骤：
S1、通过数码摄像装置拍摄待焊接工件的照片并传送给计算机； S2、计算机根据预存的焊点数据对照片进行处理找出焊点； S3、计算机根据预存的焊点数据计算出焊点的位置偏差； S4、计算机通过驱动器驱动位置调整平台进行移动消除前述位置偏差。
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说 明 书
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金丝球焊接机及其焊点位置调整装置与方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊点位置调整装置和焊点位置调整方法，以及包含该焊点位置调整装置的金丝球焊接机。背景技术
现有进行精密焊接的金丝球焊接机都包含一个显微镜，使用时需要操作者通过显微镜观察焊点是否对准，并通过一个手动调节机构(万向摇杆人工搓球)来手动调整焊点的位置，调整好后才能进行焊接。此种金丝球焊接机由于需要较多的人为干预，操作者的劳动强度大，而焊接效率低。操作者需要进行大量培训及练习后才能熟练，培训成本高。而且操作者需要通过显微镜去观察焊点，长期工作对视力损伤较大，因而熟练后的操作者还不能长期工作，造成培训成本更高。此外，操作者的技术水平、疲劳程度、视力变化，甚至工作态度和情绪等都会对焊接质量造成一定的影响，从而无法很好的保证产品质量的一致性。总之上述问题已经成为困扰金丝球焊接加工企业的一个重要问题，有必要对相关技术和设备进行改进。发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种焊点位置调整装置和方法，以及包含上述焊点位置调整装置的金丝球焊接机。
为解决上述焊点位置调整装置的技术问题，本发明采用如下技术方案： 焊点位置调整装置，包括：数码摄像装置、支架、位置调整平台、驱动器和计算机；所述数码摄像装置通过支架支撑，且与计算机连接；所述位置调整平台用于支撑并调整工作台的位置；所述计算机通过驱动器与位置调整平台连接。
为解决上述金丝球焊接机的技术问题，本发明采用如下技术方案： 金丝球焊接机，包括底座、工作台，以及用于调整工作台与底座之间相
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对位置的焊点位置调整装置；所述焊点位置调整装置设置在底座和工作台之间，包括：数码摄像装置、支架、位置调整平台、驱动器和计算机；所述数码摄像装置通过支架支撑，且与计算机连接；所述位置调整平台用于支撑并调整工作台的位置；所述计算机通过驱动器与位置调整平台连接。 为解决上述焊点位置调整方法的技术问题，本发明采用如下技术方案： 焊点位置调整方法，包括如下步骤：
S1、通过数码摄像装置拍摄待焊接工件的照片并传送给计算机； S2、计算机根据预存的焊点数据对照片进行处理找出焊点； S3、计算机根据预存的焊点数据计算出焊点的位置偏差； S4、计算机通过驱动器驱动位置调整平台进行移动消除前述位置偏差。 本发明的有益效果是：
由于本发明的金丝球焊接机采用了本发明的焊点位置调整装置和方法，不再需要操作者通过显微镜调整焊点的位置，在减小劳动强度、提高生产效率的基础上，还能够大大节约培训成本，保护操作者的健康，以及保持焊接质量的一致性。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。附图说明
图1是本发明金丝球焊接机的位置调整装置的结构示意图。 图2是本发明焊点位置调整装置中X-Y轴调整平台的结构示意图。 图3是本发明焊点位置调整装置中X-Y轴调整平台的分解图。 图4是本发明焊点位置调整装置的工作流程图。 具体实施方式
本具体实施方式的金丝球焊接机是在现有的金丝球焊接机，尤其是焊接发光二极管芯片的金丝球焊接机的基础上进行改进而得到的，主要是取消了现有金丝球焊接机的(体视)显微镜，而采用计算机通过与其连接的摄像头，来获取工作台上待焊接工件的图像信息，然后通过计算机内的软件，根据预存的模板识别出焊点，然后计算出焊点所处的实际位置与参考点位置(劈刀在工作台上的正投影位置，也即是焊点的设定位置)之间的位置偏差，最后通过与计算机连接的驱动器来驱动位置调整平台上的相应步进电机，带动工
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作台对焊点的位置进行微调，从而自动调整焊点的位置消除位置偏差，以便进行精密焊接。位置调整平台位于原有的工作台和底座之间，代替了现有精密焊接机上手动的调节机构。由于在计算机的控制下自动调整焊点的位置，可使产能提高30％以上。
如图1所示，本具体实施方式的金丝球焊接机的位置调整装置固定在底座1上，包括：数码摄像装置5、支架4、位置调整平台3、转接板2、驱动器和计算机(驱动器和计算机未在图中画出)。
数码摄像装置5通过位于底座1一侧的支架4支撑在工作台(工作台未在图中画出)上方适当位置。工作台位于图中转接板2的上方，数码摄像装置5选用清晰度稍高，拍摄速度稍高的数码摄像头即可，并通过调整所述支架4使数码摄像装置5对准工作台的中央部位的焊接区域即可。当然必需保证拍摄区域的光照度，以及调节好焦距保证拍摄照片的清晰度。数码摄像装置5与计算机连接，在计算机的控制下拍摄数码照片并传给计算机分析及处理。
位置调整平台3的下方与底座1固定连接，而其上方则通过所述转接板2与工作台固定连接。在本具体实施方式中为X-Y轴调整平台，这是因为在大多数的场合只需要调整X-Y方向上的位置，而不需要再调整Z方向上的位置。X-Y轴调整平台具有两个垂直设置的步进电机，分别为第一电机31和第二电机32。步进电机都通过驱动器与计算机相连，因而可在计算机的控制下运转，从而调整工作台在X-Y方向上的位置。本具体实施方式选用了伺服电机及专业的伺服驱动器，当然也可以自己设计简单的驱动板来驱动步进电机。 X-Y轴调整平台的具体结构如图2和图3所示，包括前述的第一电机31和第二电机32，以及：平台下盖33、滑块34、滑轨35、平台上盖36、第一连接机构、第二连接机构和电机座39。其中，第一连接机构包括：第一丝杠381、螺母座382、螺母连接座383和连轴器384；第二连接机构包括：第二丝杠371、轴承端盖372、铜螺母373、轴承374和垫圈375。
平台下盖33固定设置在底座1上，其上设有沿第二电机32轴向的滑槽，所述滑块34可滑动的设置在所述滑槽内。第二电机32也固定设置在底座1上，且通过所述第二连接机构与滑块34动力连接，从而驱动滑块34沿第二电机32的轴向在一定范围内运动。第二连接机构主要包括第二丝杠371，以
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及顺序穿设于第二丝杠371上的轴承374、垫圈375、轴承端盖372和铜螺母373。第二丝杠371与滑块34啮合，另一端与第二电机32的主轴动力连接，在第二电机32的驱动下旋转，进而带动滑块32作直线运动。
所述滑轨35有四根，两根为一组，平行对称设置在所述滑块34的两侧，且滑轨35的方向与滑块34的滑动方向垂直。所述平台上盖36设置在滑轨35上，因此可以相对底座1在垂直于滑块34的运动方向上滑动。滑块34通过第一连接机构与第一电机31动力连接，而第一电机31又通过所述电机座39与平台上盖36固定连接，因此第一电机31运转时，可以相对滑块34运动，从而带动平台上盖36运动。所述第一连接机构中的螺母连接座383与滑块34固定连接，而螺母座382则与螺母连接座383固定连接。所述第一丝杠381的一端与螺母座382啮合，另一端则通过所述连轴器384与第一电机31的主轴连接。
由于第一电机31和第二电机32垂直设置，所以可以调整平台上盖36在X和Y方向的位置。而平台上盖36通过转接板2与原有工作台固定连接，从而最终可以调节工作台上工件上的焊点的位置，将待焊接的焊点逐一送至劈刀正下方进行焊接。
本具体实施方式的精密焊接机，其工作流程如图4所示，开机后系统自检，(然后开启相关软件，清除相关报警信号，检查焊线机的状态是否准备好，未准备好就继续准备，)准备好后就拍摄照片。拍摄的照片被传送给计算机，计算机使用相关软件自动进行分析，主要利用几何匹配、灰度匹配及BLOG分析等图象处理技术，分析出焊点特征，然后再与预存的图片进行比较，从而找出焊点。若没能找到焊点，则再拍照，再寻找焊点分析，直到找到焊点。找到焊点之后继续往下执行，计算出焊点所处的实际位置与设定位置之间的位置偏差，然后发出控制指令给驱动器，最终控制X轴步进电机和/或Y轴步进电机运行，从而调整工作台的位置，以消除焊点的位置偏差，使焊点精确对准，位置偏差消除之后即可进行焊接。当然，一个工件上可能不止一个焊点，所以焊好一个焊点之后，计算机会控制驱动器再次移动工作台，从而将下一个待焊接焊点移动到焊接参考点进行焊接。待焊接工件上的所有焊点焊接完成之后，进给系统会按原有流程将下一个待焊接工件送到工作台上的焊接区域；摄像头再次拍照，从而进入下一个工作循环。
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本发明的精密焊接机不需要操作者通过显微镜调整焊点的位置，在减小劳动强度、提高生产效率的基础上，还能够大大节约培训成本，保护操作者的健康，以及保持焊接质量的一致性。
需要说明的是，本发明的改进之处针对的不仅仅是用于发光二极管制造业的精密焊接机，还针对其它精密焊接机，位置调整平台也不仅仅是X-Y轴调整平台，也可以是三维的X-Y-Z轴调整平台。本具体实施方式仅仅是举例说明，而非对本发明的限定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
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